松嫩平原典型濕地水環(huán)境治理與保護研究進展

戴偉男，譚繼偉，李勇，趙嶺，劉新宇，韓勤(.黑龍江省林業(yè)廳，黑龍江 哈爾濱 50090;.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院, 黑龍江 齊齊哈爾 6005)

松嫩平原屬于半干旱區(qū)域，水資源匱乏是困擾該地區(qū)濕地保護和管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而近些年由于人口增長、經(jīng)濟發(fā)展的加速，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染及人為活動造成松嫩平原濕地水環(huán)境污染加劇。目前，針對松嫩平原典型濕地生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境健康和生態(tài)修復(fù)等方面研究日漸成為社會關(guān)注熱點，本文從水資源量與水循環(huán)、水質(zhì)評價、水環(huán)境功能、主要面臨問題與修復(fù)保護等方面對松嫩平原濕地水環(huán)境研究進展進行了闡述，并對今后研究發(fā)展方向進行了展望。

1 當(dāng)前松嫩平原濕地水環(huán)境研究的主要進展

1.1 濕地水資源量與水循環(huán)的研究

濕地水資源量與水循環(huán)是濕地水環(huán)境研究的主要組成部分，其中，對濕地生態(tài)需水的確定是研究濕地水資源量的主要科學(xué)問題，此前，學(xué)者對松嫩平原濕地水資源量的研究開展較少，且集中于扎龍濕地，多名學(xué)者采用水量均衡原理對扎龍濕地水資源量展開過不同程度的研究。如：東迎欣等對扎龍濕地生態(tài)需水量研究中只考慮烏雙流域來水，而忽略了嫩江補水、出水量及損失量導(dǎo)致最小生態(tài)環(huán)境需水量不準確[1]。劉春麗和安睿分別對扎龍濕地最小生態(tài)環(huán)境需水量進行了估算[2，3]，雖均對來水量、出水量及損失量進行了分析，但因各自研究區(qū)域確定方式不同，而導(dǎo)致其最終結(jié)果產(chǎn)生出入。

針對濕地水循環(huán)方面的研究，則有利于揭示大氣、地表水、土壤、植被與地表水的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，便于更合理判斷濕地水資源量總量和構(gòu)建生態(tài)水補償模型。如：王帥研究了氣候變化對嫩江流域濕地水文水資源影響，指出水循環(huán)過程受到破壞，是造成濕地生態(tài)功能退化的主要原因[4]。王磊等應(yīng)用水化學(xué)方法和穩(wěn)定同位素法，對扎龍濕地地表水與淺層地下水的水文化學(xué)聯(lián)系開展研究，指出地下水中氮、磷主要來源于地表水的輸入，而非來自土壤的垂向淋溶作用[5]。周光濤在對松嫩平原地區(qū)地表水和地下水水循環(huán)要素模型構(gòu)建過程中，指出松嫩平原地區(qū)的地表水和地下水之間存在不可分割的內(nèi)在聯(lián)系[6]。

1.2 濕地水質(zhì)評價研究

目前，學(xué)者們對松嫩平原濕地水質(zhì)研究，首先，關(guān)注水環(huán)境要素的健康狀況。從濕地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部組分所處的狀態(tài)特征入手，通過水文、水質(zhì)、水生物、濕地植被等水環(huán)境要素，來判定水環(huán)境是不是處于健康的狀態(tài)，同時研究這些水環(huán)境要素之間彼此關(guān)系。

周林飛等將灰色聚類法應(yīng)用到扎龍濕地水環(huán)境質(zhì)量評價中，通過對污染情況分級，指出其污染的主導(dǎo)因素是缺水[7]。文波龍等對大慶市資源開發(fā)濕地生態(tài)環(huán)境水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行研究，指出水體主要受氮和磷的污染，并出相應(yīng)的保護措施[8]。李夢曉等對向海與查干湖濕地浮游植物群落結(jié)構(gòu)的差異性進行研究，指出查干湖濕地浮游植物種類和多樣性指數(shù)較向海濕地低可能是受有機磷農(nóng)藥影響所致[9]。周旭丹等在松嫩平原濕地水質(zhì)與植物多樣性關(guān)系研究中，采用冗余分析法，顯示水質(zhì)中的生物需氧量和化學(xué)需氧量對植物多樣性有較大影響[10]。

其次，是對松嫩平原典型濕地水環(huán)境過程的健康狀況開展研究。研究不同空間尺度內(nèi)水體對各類擾動(包括水質(zhì)的改變和外來物種的侵入等)保持其平衡的自動調(diào)節(jié)能力。

李云鵬等對扎龍、向海、莫莫格和查干泡等四塊濕地水資源質(zhì)量評價，指出松嫩平原湖泡濕地的水質(zhì)污染受降水量、季節(jié)、氣溫、氣候等客觀條件的控制，但大量生產(chǎn)、生活廢水排放是造成水質(zhì)嚴重超標的重要原因[11]。葉雅杰等對嫩江沿岸濕地凍融作用對水環(huán)境的影響進行研究，揭示了中高緯地區(qū)的濕地水環(huán)境中鐵和錳的演替規(guī)律[12]。田迅等對扎龍和向海濕地植被與生境干濕交替的響應(yīng)關(guān)系開展研究，發(fā)現(xiàn)旱生化時羊草為優(yōu)勢種群，濕生化時蘆葦為優(yōu)勢種群[13]。王永潔等對扎龍濕地外來植物調(diào)查，發(fā)現(xiàn)共有12種外來植物，建議盡早建立有地區(qū)特色的外來物種風(fēng)險評估機制[14]。

1.3 濕地水環(huán)境功能研究

首先，濕地因其獨特的土壤、植被和地勢地形等優(yōu)勢，使其調(diào)蓄洪水的能力較強，李勇等在對烏裕爾河濕地生態(tài)服務(wù)功能價值的研究中，發(fā)現(xiàn)烏裕爾河受損濕地修復(fù)區(qū)的土壤調(diào)蓄洪水能力為1.62×106m3，對烏裕爾河中下游地區(qū)洪峰值具有極強的消減作用[15]。其次，濕地具備較強的滯留沉積物、污水凈化的本領(lǐng)，其主要經(jīng)由微生物降解、重力沉積、植被過濾、懸浮物吸附、陰陽離子交換、植物去除等物理、化學(xué)和生物作用過程，降低水中有害物質(zhì)含量，使水質(zhì)獲得凈化改善。有學(xué)者在對7種不同植被作用下濕地土壤養(yǎng)分恢復(fù)過程研究中，發(fā)現(xiàn)小葉章群落對該實驗區(qū)的濕地土壤養(yǎng)分恢復(fù)更具促進作用[16]。最后，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性功能，改善濕地水環(huán)境健康，對維護濕地自然的物種基因庫擁有重大意義。郭春景等曾對扎龍濕地種子植物區(qū)系展開研究，指出扎龍濕地植物系組成較豐富，地理成分較復(fù)雜[17]。

1.4 當(dāng)前濕地水環(huán)境存在的主要問題研究

濕地生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境時空演化問題是一個極為復(fù)雜的系統(tǒng)問題，各類自然和人為影響因子均可以造成濕地水質(zhì)的顯著改變，特別是與人為活動關(guān)聯(lián)密切的土地利用、社會經(jīng)濟和景觀格局與功能因子，是導(dǎo)致濕地水環(huán)境劣化的直接成因。濕地水環(huán)境污染狀況隨著工業(yè)化進程的發(fā)展有日趨惡化之勢，李玉文等對扎龍濕地水環(huán)境開展調(diào)研，并在研究中對灰色識別分析法進行改進，指出扎龍湖泊濕地富營養(yǎng)化程度均為重營養(yǎng)狀態(tài)[18]。針對濕地的開墾，進而轉(zhuǎn)變濕地的用途，致使?jié)竦孛娣e減小和生態(tài)景觀的破碎。郭躍東等應(yīng)用遙感影像技術(shù)對松嫩平原濕地動態(tài)變化進行研究，指出人為因素加速了濕地的退化和轉(zhuǎn)化[19]。

1.5 濕地水環(huán)境的修復(fù)

目前，對于松嫩平原濕地水環(huán)境的修復(fù)措施，主要分為三種：首先，自然恢復(fù)方法。即通過恢復(fù)自然水文模式，來恢復(fù)濕地的自然生態(tài)過程的方式。該恢復(fù)模式多用于人為擾動較少的核心區(qū)。如：研究者曾對烏裕爾河濕地開展不同退耕還濕模式效果對比，指出自然恢復(fù)模式下土壤恢復(fù)效果更好[16]。其次，人為輔助恢復(fù)方法。通過種植本土物種來起到對濕地恢復(fù)的作用，通常多見于人為擾動較多的緩沖區(qū)和試驗區(qū)。如：王繼富等曾對大慶油田開發(fā)區(qū)濕地開展蘆葦?shù)纫浦苍耘鄡艋|(zhì)工程[20]。最后，工程恢復(fù)方法。即，建設(shè)水利設(shè)施進行人工補水或應(yīng)用新型凈化水體工藝。如：為解決扎龍濕地嚴峻的生態(tài)缺水問題，利用尼爾基水庫對扎龍進行人工補水，一定程度上減緩了扎龍濕地水資源緊張短缺的問題。利用泥炭及其制品凈化油污湖水、土壤工程，吸收總?cè)萘窟_到每千克泥炭吸收150 kg石油，直至清除虹彩膜[20]。

2 研究展望

2.1 濕地水文模型研究

因松嫩平原濕地水資源量的研究開展較少，可參考數(shù)據(jù)來源不多，目前對于濕地水資源量模型研究尚未起步，未來，隨著對松嫩平原濕地的水資源量與水循環(huán)研究的不斷深入，關(guān)于個別濕地實驗區(qū)域內(nèi)乃至松嫩平原區(qū)域性模型的研究必將成為熱點問題。

2.2 退化濕地水環(huán)境恢復(fù)與重建

目前，對松嫩平原濕地水環(huán)境保護主要還是靠自我修復(fù)能力，因而，今后研究將關(guān)注如何開展人工恢復(fù)措施和改良濕地植被構(gòu)成，提升濕地植被生物量，控制人為活動對濕地覆被泥土的破壞，最終形成濕地水環(huán)境治理和保護技術(shù)體系，實現(xiàn)濕地資源的永續(xù)使用與社區(qū)經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3 濕地水環(huán)境污染及其治理

濕地處于地勢低洼積水的地貌部位，經(jīng)常接受流域內(nèi)上游和周圍生產(chǎn)、生活廢水及其所攜帶的大量廢渣，水環(huán)境極易被污染。未來研究將更多關(guān)注于如何加強流域水資源管理，減少松嫩平原濕地來自油田開采、過度施肥和農(nóng)藥等污染，優(yōu)化水資源配置，加強濕地污染治理的研究，做到人與濕地和諧共處。

2.4 濕地水環(huán)境對全球變化響應(yīng)與影響

松嫩平原濕地水環(huán)境變化是促進還是抑制“碳”排放，什么時候促進，什么時候抑制？它對世界氣候變化的貢獻率，值得商榷。松嫩平原濕地水域面積逐年減少，自然因素和人為因素兩者誰起到主導(dǎo)作用？何時發(fā)生的？研究全球氣候變化下松嫩濕地水環(huán)境受到的影響，為預(yù)測濕地水環(huán)境健康未來發(fā)展趨勢提供科學(xué)依據(jù)。